23 Ocak 2017'de bir kaç dakikalığına, bilinen evrendeki en soğuk nokta, Kiruna, İsveç üzerinden 150 mil hızla uçan küçük bir mikroçipti.
Çip küçüktü - bir posta pulu büyüklüğünde - ve sıkıca paketlenmiş rubidyum-87 atomları binlerce yüklü. Bilim adamları bu çipin 40 metrelik (12 metrelik) bir roketin üzerinde uzaya fırlatılmasını sağladı, sonra içindeki atomlar eksi 459.67 derece Fahrenheit'e (eksi 273.15 santigrat derece) soğutuncaya kadar lazerlerle bombardımana tutuldu. Mutlak sıfırın üzerinde bir derece, doğada mümkün olan en soğuk sıcaklık.
Roket, aşağıdaki 6 dakika boyunca düşük yerçekiminde sallanırken, bilim adamlarına evrendeki en tuhaf, en az anlaşılan madde durumunu - Bose-Einstein yoğunlaşmasını - incelemek için nadir bir fırsat verildi. İlk kez, bilim adamları uzayda bir tane yaratmışlardı.
Maddenin diğer dört halinden farklı olarak (katılar, sıvılar, gazlar ve plazmalar), Bose-Einstein kondensatları, yalnızca gren atomlarının bulutları mutlak sıfırın üzerinde bir dereceye kadar birkaç milyarın içinde soğuduklarında oluşabilir. Atom grupları, bu tür aşırı derecede düşük sıcaklıklara soğutulduğunda, birey olarak hareket etmeyi durdururlar ve büyük bir "süper atom" a dönüşürler. On binlerce atom aniden birbirinden ayırt edilemez hale gelirler ve teorik olarak, etraflarındaki en küçük yerçekimsel bozuklukları toplayabilen tekdüze bir dalga boyunda yavaşça titreşirler.
Bu hiper duyarlılık, Bose-Einstein'ın yerçekimsel dalgaları tespit etmek için ümit vaat eden araçları - kara delikler ve nötron yıldızları gibi süper kütleli nesneler arasındaki çarpışmaların yarattığı uzay-zaman eğrilerindeki bozuklukları - yoğunlaştırır. Sorun şu ki, bilim adamları karasal laboratuarlarda Bose-Einstein yoğuşmalarını yarattıklarında, homojen madde bloğunun kabın dibine düşmeden ve parçalara ayrılmadan önce bunları incelemek için sadece birkaç saniyesi vardır.
Araştırmacılar bazen Bose-Einstein kondenslerini uzun kulelerden düşürerek birkaç saniye daha almayı deniyorlar, ancak bu yöntem uzun süreli çalışma için sürdürülebilir değil. Bose-Einstein kondensatlarının düşük ya da hiç yerçekiminde çalışılması çok daha etkili olacaktır. (NASA kısa süre önce Uluslararası Uzay İstasyonu üzerinde sadece bu amaç için bir Soğuk Atom Laboratuvarı kurdu.)
Bu bizi roketimize ve çok soğuk çipimize geri getirir. Çip-dolu atomlar, Ocak ayında Microgravity (MAIUS 1) denemesinde Matter-Dalga İnterferometrisi'nin bir parçası olarak uzaya fırlatıldığında, bilim adamları, içlerinde atomlar donduğunda bir kaç dakikalığına sahip olduklarını biliyorlardı.. Rokete yerleştirilmiş kompakt bir laboratuar kullanarak, ekip, atom çekişini ve soğumasını nasıl etkilediğini ve Bose-Einstein yoğuşmasının serbest düşüşte nasıl davrandığını daha iyi anlamak için çip üzerinde 110 tane lükse bölünmüş deney gerçekleştirdi.
Nature dergisinin 17 Ekim baskısında yayınlanan sonuçları arasında, araştırmacılar Bose-Einstein kondensatlarının dilimlenmesinin ve yeniden birleştirilmesinin, zorlayıcı çekim dalgalarını tespit etmede önemli bir araç olabileceğini buldular. Bir deneyde, ekip, kondens bulutlarını bir lazerle ikiye böldü, sonra yarının yeniden birleştirilmesini izledi. Bulutun her iki yarısı da aynı kuantum halini paylaştığından ve sürekli bir dalga olarak hareket ettiğinden, rekombinasyon sonrası iki yarıdaki herhangi bir farklılık, bu dışsal etkinin bu durumu değiştirdiğini gösterebilir. Araştırmacılara göre, yerçekimsel dalgaların varlığı böyle bir etki olabilir.
Tüm bu çipler ve çığır açan bilim konuşmaları sizi daha fazla açsanız, iyi haber, Dünyada ve üstünde, Bose-Einstein yoğunlaştırması araştırmasının yapılmasıdır. Şimdilik, MAIUS I misyonunun arkasındaki araştırmacılar, şu anda eserlerde iki diziye sahipler. Bizi izlemeye devam edin (ve paketleyin).
Aslen Canlı Bilim'de yayınlandı.